JPH0882670A - レーダ及びレーダ用位置検出センサ - Google Patents
レーダ及びレーダ用位置検出センサInfo
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- JPH0882670A JPH0882670A JP6243381A JP24338194A JPH0882670A JP H0882670 A JPH0882670 A JP H0882670A JP 6243381 A JP6243381 A JP 6243381A JP 24338194 A JP24338194 A JP 24338194A JP H0882670 A JPH0882670 A JP H0882670A
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- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
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- G01S7/491—Details of non-pulse systems
- G01S7/4912—Receivers
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- G01S15/46—Indirect determination of position data
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- Light Receiving Elements (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
- Measurement Of Velocity Or Position Using Acoustic Or Ultrasonic Waves (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ビームを走査せず、標的の方角を検出できる
レーダとする。 【構成】 信号処理装置１Ｂに制御される発光ダイオー
ド２は、信号処理装置１Ｂからの指令により発光し所定
角度に広げる光ビームを送出し、標的３に当たって反射
してきた光が集光レンズ４を経てＰＳＤ７に到達する。
集光レンズ４は反射光を集光しＰＳＤの各部位にそれぞ
れ異なる方向からの反射光しか届かないようにし、ＰＳ
Ｄは受光部位に応じた応答電流Ｉ１、Ｉ２を発生し、信
号処理装置１Ｂは応答電流により標的３の方角測定し、
また光ビーム送出からＰＳＤ受光するまでの時間から標
的３までの距離を測定する。これにより光ビームを走査
せずに標的の方角を検出することができ、低コスト、高
信頼性のレーダを得ることができる。
レーダとする。 【構成】 信号処理装置１Ｂに制御される発光ダイオー
ド２は、信号処理装置１Ｂからの指令により発光し所定
角度に広げる光ビームを送出し、標的３に当たって反射
してきた光が集光レンズ４を経てＰＳＤ７に到達する。
集光レンズ４は反射光を集光しＰＳＤの各部位にそれぞ
れ異なる方向からの反射光しか届かないようにし、ＰＳ
Ｄは受光部位に応じた応答電流Ｉ１、Ｉ２を発生し、信
号処理装置１Ｂは応答電流により標的３の方角測定し、
また光ビーム送出からＰＳＤ受光するまでの時間から標
的３までの距離を測定する。これにより光ビームを走査
せずに標的の方角を検出することができ、低コスト、高
信頼性のレーダを得ることができる。
Description
【産業上の利用分野】この発明は、非回頭ながら標的の
方角が得られるレーダ及び該レーダの受信に用いる位置
検出センサに関する。
方角が得られるレーダ及び該レーダの受信に用いる位置
検出センサに関する。
【０００１】
【従来の技術】従来のレーダとしては、例えば図２０に
示すようなものがある。 その構成を説明すると、発光
ダイオード（ＬＥＤ）１１が信号処理装置１０からの指
令を受けて発光し、可視光または赤外光パルスを発す
る。一般に発光ダイオードからの光ビームの広がりが大
きいので、レンズ群１２を用いて光ビームを絞って細く
する。絞られた光ビームが回転ミラー１６によって反射
され、標的１３に向かう。回転ミラー１６の角度は信号
処理装置１０によって調整され、ミラーを回転すること
で光ビームを走査させている。
示すようなものがある。 その構成を説明すると、発光
ダイオード（ＬＥＤ）１１が信号処理装置１０からの指
令を受けて発光し、可視光または赤外光パルスを発す
る。一般に発光ダイオードからの光ビームの広がりが大
きいので、レンズ群１２を用いて光ビームを絞って細く
する。絞られた光ビームが回転ミラー１６によって反射
され、標的１３に向かう。回転ミラー１６の角度は信号
処理装置１０によって調整され、ミラーを回転すること
で光ビームを走査させている。
【０００２】標的１３に当たったとき光ビームが反射さ
れ、集光レンズ１４を経て受光素子１５に到達する。信
号処理装置１０は、発光から受光までの時間差を測定す
ることで標的１３までの距離を算出する。またミラーの
角度から標的１３の方角を算出する。発光手段として発
光ダイオード以外にレーザを用いることもできる。
れ、集光レンズ１４を経て受光素子１５に到達する。信
号処理装置１０は、発光から受光までの時間差を測定す
ることで標的１３までの距離を算出する。またミラーの
角度から標的１３の方角を算出する。発光手段として発
光ダイオード以外にレーザを用いることもできる。
【０００３】またその他のレーダとして、図２１は超音
波を用いたものを示す。スピーカ１１０によって発した
超音波が標的１３によって反射され、マイクロフォン１
４０に到達する。信号処理装置１００では超音波が発射
されてから受信されるまでの時間を測定することによっ
て標的１３までの距離を算出することができる。またこ
の場合も超音波ビームを細くし、スピーカを回転するこ
とによってビームを走査することができ、標的１３の方
角を算出することができる。
波を用いたものを示す。スピーカ１１０によって発した
超音波が標的１３によって反射され、マイクロフォン１
４０に到達する。信号処理装置１００では超音波が発射
されてから受信されるまでの時間を測定することによっ
て標的１３までの距離を算出することができる。またこ
の場合も超音波ビームを細くし、スピーカを回転するこ
とによってビームを走査することができ、標的１３の方
角を算出することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のレーダにあっては、標的１３の方角を得る
において、細くしたビームと、それを走査するための回
転機構が必要である。この結果、コストの上昇と、回転
機構の磨耗による信頼性の低下といった問題があった。
さらに回転機構の回転速度が遅いために、走査が遅く、
標的を見つけるまでの検出時間が長いという問題をも有
している。この発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、低コスト、高信頼性で、かつ高速
度検出できるレーダ及びレーダ用の位置検出センサを提
供することを目的とする。
ような従来のレーダにあっては、標的１３の方角を得る
において、細くしたビームと、それを走査するための回
転機構が必要である。この結果、コストの上昇と、回転
機構の磨耗による信頼性の低下といった問題があった。
さらに回転機構の回転速度が遅いために、走査が遅く、
標的を見つけるまでの検出時間が長いという問題をも有
している。この発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、低コスト、高信頼性で、かつ高速
度検出できるレーダ及びレーダ用の位置検出センサを提
供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の発明は、電磁波や超音波などのビームを送出する送出
手段と、送出されたビームが標的で反射された反射波を
受信する受信手段とを備え、前記ビームの送出から反射
波を受信するまでの時間から前記標的までの距離を測定
するレーダにおいて、前記送出されるビームが所定の広
がりを有し、かつ反射波を受信する受信手段を複数に有
し、該複数の受信手段が、それぞれの指向が異なるよう
にアレイ状に配置され、受信した受信手段の位置に基づ
いて前記標的の方角を得るものとした。
の発明は、電磁波や超音波などのビームを送出する送出
手段と、送出されたビームが標的で反射された反射波を
受信する受信手段とを備え、前記ビームの送出から反射
波を受信するまでの時間から前記標的までの距離を測定
するレーダにおいて、前記送出されるビームが所定の広
がりを有し、かつ反射波を受信する受信手段を複数に有
し、該複数の受信手段が、それぞれの指向が異なるよう
にアレイ状に配置され、受信した受信手段の位置に基づ
いて前記標的の方角を得るものとした。
【０００６】上記受信した受信手段の位置検出に関し
て、上記複数の受信手段の出力にそれぞれスイッチを接
続し、該スイッチを走査することにより検出するのが望
ましい。
て、上記複数の受信手段の出力にそれぞれスイッチを接
続し、該スイッチを走査することにより検出するのが望
ましい。
【０００７】請求項５記載の発明は、前記送出手段は可
視光または赤外光のビームを送出し、受信手段はフォト
ダイオードにより構成されているものとした。
視光または赤外光のビームを送出し、受信手段はフォト
ダイオードにより構成されているものとした。
【０００８】請求項６記載の発明は、受光位置検出セン
サとして、複数のフォトダイオードがアレイ状に配置さ
れており、各フォトダイオードの出力に該フォトダイオ
ードの出力端子となる拡散層の抵抗を無視できる大きい
抵抗値を有する抵抗が接続されており、該抵抗の他端が
隣接しているフォトダイオードの出力に接続されている
ものとした。
サとして、複数のフォトダイオードがアレイ状に配置さ
れており、各フォトダイオードの出力に該フォトダイオ
ードの出力端子となる拡散層の抵抗を無視できる大きい
抵抗値を有する抵抗が接続されており、該抵抗の他端が
隣接しているフォトダイオードの出力に接続されている
ものとした。
【０００９】前記複数のフォトダイオードの出力に該フ
ォトダイオードと反対向きのブロッキングダイオードを
設けて、前記フォトダイオードが該ブロッキングダイオ
ードを介して上記抵抗と接続されるのが望ましい。また
上記複数のフォトダイオードの出力にバッファ回路を設
けて、前記フォトダイオードが該バッファ回路を介して
上記抵抗と接続されることもできる。
ォトダイオードと反対向きのブロッキングダイオードを
設けて、前記フォトダイオードが該ブロッキングダイオ
ードを介して上記抵抗と接続されるのが望ましい。また
上記複数のフォトダイオードの出力にバッファ回路を設
けて、前記フォトダイオードが該バッファ回路を介して
上記抵抗と接続されることもできる。
【００１０】
【作用】請求項１記載の発明は、送出手段は所定の広が
りを有するビームを送出し、複数の受信手段はそれぞれ
異なる位置から異なった角度で反射波を受信する。これ
により、ビームを走査しなくても標的の方角を検出する
ことができる。請求項５記載の発明では、前記送出手段
は可視光または赤外光のビームを送出し、反射光をフォ
トダイオードで受信する。これによりビームの送出また
は受信が簡単になる。
りを有するビームを送出し、複数の受信手段はそれぞれ
異なる位置から異なった角度で反射波を受信する。これ
により、ビームを走査しなくても標的の方角を検出する
ことができる。請求項５記載の発明では、前記送出手段
は可視光または赤外光のビームを送出し、反射光をフォ
トダイオードで受信する。これによりビームの送出また
は受信が簡単になる。
【００１１】請求項６記載発明では、各フォトダイオー
ドの出力に該フォトダイオードの出力端子となる拡散層
の抵抗を無視できるぐらい抵抗値の大きい抵抗が接続さ
れているので、拡散層の設計自由度が増す。これにより
応答性の高い位置検出センサを構成することができる。
ドの出力に該フォトダイオードの出力端子となる拡散層
の抵抗を無視できるぐらい抵抗値の大きい抵抗が接続さ
れているので、拡散層の設計自由度が増す。これにより
応答性の高い位置検出センサを構成することができる。
【００１２】そして前記複数のフォトダイオードの出力
に該フォトダイオードと反対向きのブロッキングダイオ
ードが設けられるときには、位置検出センサ全体の静電
容量が小さくなり、応答性がさらに向上する。また前記
複数のフォトダイオードの出力にバッファ回路が設けら
れるときには、位置検出センサ全体の静電容量が小さく
なり応答が向上するとともに、出力が大きくなり検出が
容易になる。
に該フォトダイオードと反対向きのブロッキングダイオ
ードが設けられるときには、位置検出センサ全体の静電
容量が小さくなり、応答性がさらに向上する。また前記
複数のフォトダイオードの出力にバッファ回路が設けら
れるときには、位置検出センサ全体の静電容量が小さく
なり応答が向上するとともに、出力が大きくなり検出が
容易になる。
【００１３】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。図１は、この発明の第１の実施例の構成を示
す。 信号処理装置１に制御される発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）２は、信号処理装置１からの指令により発光し、
可視光または赤外光などの光パルスを発する。ここで
は、発出された光ビームを絞らずに、必要ならば所定の
広がりになるようにビームを広げるなどの調整を行な
う。標的３に当たって反射してきた光が集光レンズ４を
経てフォトダイオードアレイ５に到達する。フォトダイ
オードアレイ５の出力は走査用スイッチアレイ６を介し
て信号処理装置１に接続されている。スイッチアレイ６
の走査は信号処理装置１によって制御されている。
明する。図１は、この発明の第１の実施例の構成を示
す。 信号処理装置１に制御される発光ダイオード（Ｌ
ＥＤ）２は、信号処理装置１からの指令により発光し、
可視光または赤外光などの光パルスを発する。ここで
は、発出された光ビームを絞らずに、必要ならば所定の
広がりになるようにビームを広げるなどの調整を行な
う。標的３に当たって反射してきた光が集光レンズ４を
経てフォトダイオードアレイ５に到達する。フォトダイ
オードアレイ５の出力は走査用スイッチアレイ６を介し
て信号処理装置１に接続されている。スイッチアレイ６
の走査は信号処理装置１によって制御されている。
【００１４】図２は、フォトダイオードアレイ５の構成
を示す断面図である。まずＮ+ 基板５１上に低濃度Ｎ-
エピタキシャル層５２が形成されている。エピタキシャ
ル層５２を貫通して基板に届くように、エピタキシャル
層５２よりも高濃度のＮ形分離領域５３が複数に形成さ
れている。また分離領域５３以外のエピタキシャル層５
２上にフォトダイオードのアノード電極となるＰ+ 形拡
散層５４が複数に形成されている。Ｎ形分離領域５３上
には例えばＡｌからなる遮光層５５が形成され、Ｐ+ 形
拡散層５４のみ受光できるようにしてある。Ｐ+ 形拡散
層５４は走査用スイッチアレイ６を介して信号処理装置
１に接続されている。Ｎ+ 基板５１には電源Ｖｃｃが供
給されている。
を示す断面図である。まずＮ+ 基板５１上に低濃度Ｎ-
エピタキシャル層５２が形成されている。エピタキシャ
ル層５２を貫通して基板に届くように、エピタキシャル
層５２よりも高濃度のＮ形分離領域５３が複数に形成さ
れている。また分離領域５３以外のエピタキシャル層５
２上にフォトダイオードのアノード電極となるＰ+ 形拡
散層５４が複数に形成されている。Ｎ形分離領域５３上
には例えばＡｌからなる遮光層５５が形成され、Ｐ+ 形
拡散層５４のみ受光できるようにしてある。Ｐ+ 形拡散
層５４は走査用スイッチアレイ６を介して信号処理装置
１に接続されている。Ｎ+ 基板５１には電源Ｖｃｃが供
給されている。
【００１５】図２に示したフォトダイオードアレイ５の
等価回路を図３に示す。すなわち形成された個々のダイ
オードは、共通の電源Ｖｃｃに接続され受光されたとき
の応答電流をそれぞれのアノードに接続されているスイ
ッチを通って信号処理装置１に入力する。スイッチは、
例えばＭＯＳＦＥＴやＰ形ＭＯＳＦＥＴとＮ形ＭＯＳＦ
ＥＴが並列接続したアナログスイッチなどをアレイ状に
したものである。またここでは、簡単のため、Ｎ形分離
領域がＮ- エピタキシャル層を貫通し、Ｎ+ 基板に到達
するように説明したがこれは本質的なものではなく、Ｐ
+ 形拡散層が複数に分離されて形成されていてもよい。
等価回路を図３に示す。すなわち形成された個々のダイ
オードは、共通の電源Ｖｃｃに接続され受光されたとき
の応答電流をそれぞれのアノードに接続されているスイ
ッチを通って信号処理装置１に入力する。スイッチは、
例えばＭＯＳＦＥＴやＰ形ＭＯＳＦＥＴとＮ形ＭＯＳＦ
ＥＴが並列接続したアナログスイッチなどをアレイ状に
したものである。またここでは、簡単のため、Ｎ形分離
領域がＮ- エピタキシャル層を貫通し、Ｎ+ 基板に到達
するように説明したがこれは本質的なものではなく、Ｐ
+ 形拡散層が複数に分離されて形成されていてもよい。
【００１６】図１において、発光ダイオード（ＬＥＤ）
２から発し広がりを持った光ビームの照射領域内に例え
ば標的３があれば、発したビームの一部がそれによって
反射され、レンズ４を経てフォトダイオードアレイ５に
到達する。ここでレンズ４はフォトダイオードアレイ５
の各セルにはそれぞれ異なる方向からの反射光しか届か
ないような働きをする。例えば図示のように、ａ反射光
はθ方向、ｂ反射光はθ１方向というように各セルに届
く。レンズによって一方向となった反射光がフォトダイ
オードのどこに到達したかをスイッチアレイ６を走査す
ることによって調べることができる。そして反射光を受
光したフォトダイオードの位置から標的の方角θを算出
することができる。標的３の距離はビームを発してから
受光するまでの時間差を測ることによって算出される。
２から発し広がりを持った光ビームの照射領域内に例え
ば標的３があれば、発したビームの一部がそれによって
反射され、レンズ４を経てフォトダイオードアレイ５に
到達する。ここでレンズ４はフォトダイオードアレイ５
の各セルにはそれぞれ異なる方向からの反射光しか届か
ないような働きをする。例えば図示のように、ａ反射光
はθ方向、ｂ反射光はθ１方向というように各セルに届
く。レンズによって一方向となった反射光がフォトダイ
オードのどこに到達したかをスイッチアレイ６を走査す
ることによって調べることができる。そして反射光を受
光したフォトダイオードの位置から標的の方角θを算出
することができる。標的３の距離はビームを発してから
受光するまでの時間差を測ることによって算出される。
【００１７】方角θの検出を具体的に説明すると、例え
ば図３のように標的３による反射光が当たったフォトダ
イオードセルｂには光電流Ｉが流れ、信号処理装置１で
は、スイッチの走査によって、光電流Ｉが流れているセ
ルの位置が検出される。そして図１で示すように光電流
Ｉが流れているセルと光軸の距離をｘ、フォトダイオー
ドアレイとレンズの距離をｙとすると、次式 θ＝ｔａｎ-1（ｘ／ｙ） （１） を用いて標的の方角θを算出する。距離の算出は光パル
スの往復時間により行なう。
ば図３のように標的３による反射光が当たったフォトダ
イオードセルｂには光電流Ｉが流れ、信号処理装置１で
は、スイッチの走査によって、光電流Ｉが流れているセ
ルの位置が検出される。そして図１で示すように光電流
Ｉが流れているセルと光軸の距離をｘ、フォトダイオー
ドアレイとレンズの距離をｙとすると、次式 θ＝ｔａｎ-1（ｘ／ｙ） （１） を用いて標的の方角θを算出する。距離の算出は光パル
スの往復時間により行なう。
【００１８】以上のように、本実施例は、光ビームを広
げ、受信角度を異ならせたフォトダイオードを複数に配
置し、スイッチの走査によって標的の方角を検出するよ
うにしたため、回転ミラーがなくても標的の方角を検出
できる。その結果コストを下げることができ、また磨耗
がないので、信頼性が向上し、検出時間を短縮できるな
どの効果が得られる。
げ、受信角度を異ならせたフォトダイオードを複数に配
置し、スイッチの走査によって標的の方角を検出するよ
うにしたため、回転ミラーがなくても標的の方角を検出
できる。その結果コストを下げることができ、また磨耗
がないので、信頼性が向上し、検出時間を短縮できるな
どの効果が得られる。
【００１９】図４は、本発明の第２の実施例の構成を示
す。この実施例は第１の実施例の発光ダイオード２とフ
ォトダイオードアレイ５の代わりに超音波スピーカ２Ａ
とマイクロフォンのアレイ５Ａを用いたものである。そ
の他の構成は第１の実施例と同様である。超音波スピー
カ２Ａは信号処理装置１Ａの指令によって超音波を発
し、標的３に当たって反射された超音波を小型マイクロ
フォンのアレイ５Ａで受信する。各小型マイクロフォン
の指向性が異なる方向を向くようにそれぞれの形が設計
されている。
す。この実施例は第１の実施例の発光ダイオード２とフ
ォトダイオードアレイ５の代わりに超音波スピーカ２Ａ
とマイクロフォンのアレイ５Ａを用いたものである。そ
の他の構成は第１の実施例と同様である。超音波スピー
カ２Ａは信号処理装置１Ａの指令によって超音波を発
し、標的３に当たって反射された超音波を小型マイクロ
フォンのアレイ５Ａで受信する。各小型マイクロフォン
の指向性が異なる方向を向くようにそれぞれの形が設計
されている。
【００２０】例えば図４に示す本実施例では、５個の形
の異なった小形マイクロフォンが用いられ、各小形マイ
クロフォンの受信方向を点線に示すようにする。各マイ
クロフォンの出力が走査用スイッチアレイ６を介して信
号処理装置１Ａに接続されている。信号処理装置１Ａ
は、スイッチアレイ６を走査することで、アレイのどこ
のマイクロフォンに反射波が届いているのかを検出し、
第１の実施例と同様に式（１）を用いることで標的３の
方角を算出する。また小形マイクロフォンの指向性を変
えるのに形ではなく、置き方を変えてもよい。
の異なった小形マイクロフォンが用いられ、各小形マイ
クロフォンの受信方向を点線に示すようにする。各マイ
クロフォンの出力が走査用スイッチアレイ６を介して信
号処理装置１Ａに接続されている。信号処理装置１Ａ
は、スイッチアレイ６を走査することで、アレイのどこ
のマイクロフォンに反射波が届いているのかを検出し、
第１の実施例と同様に式（１）を用いることで標的３の
方角を算出する。また小形マイクロフォンの指向性を変
えるのに形ではなく、置き方を変えてもよい。
【００２１】本実施例は、以上のように構成され、超音
波ビームを絞らず、指向性の異なるマイクロフォンを複
数に配置し、スイッチの走査によって標的の方角を検出
するようにしたため、スピーカ２Ａを回転などの移動を
させなくても標的の方角を算出でき、第１の実施例と同
様の効果を得ることができる。
波ビームを絞らず、指向性の異なるマイクロフォンを複
数に配置し、スイッチの走査によって標的の方角を検出
するようにしたため、スピーカ２Ａを回転などの移動を
させなくても標的の方角を算出でき、第１の実施例と同
様の効果を得ることができる。
【００２２】図５は、本発明の第３の実施例の構成を示
す。この実施例は、第１の実施例で用いたフォトダイオ
ードアレイ５と走査用のスイッチアレイ６の代わりに位
置検出センサ（ＰＳＤ）７及び方角の検出内容を変えた
信号処理装置１Ｂを用いたものである。そのほかの構成
は第１の実施例と同様である。
す。この実施例は、第１の実施例で用いたフォトダイオ
ードアレイ５と走査用のスイッチアレイ６の代わりに位
置検出センサ（ＰＳＤ）７及び方角の検出内容を変えた
信号処理装置１Ｂを用いたものである。そのほかの構成
は第１の実施例と同様である。
【００２３】ＰＳＤは電流で受光位置を検出する回路
で、２つの出力端子を有し、各端子の出力電流をＩ１、
Ｉ２とすると、式（２）
で、２つの出力端子を有し、各端子の出力電流をＩ１、
Ｉ２とすると、式（２）
【数１】 を用いることで反射光が当たった位置を算出できる。但
し、ｘはＰＳＤの中点から反射光が当たった位置までの
距離、ＬはＰＳＤの大きさである。従ってこのようなＰ
ＳＤを用いれば第１実施例に必須な走査用スイッチアレ
イを省略することができる。
し、ｘはＰＳＤの中点から反射光が当たった位置までの
距離、ＬはＰＳＤの大きさである。従ってこのようなＰ
ＳＤを用いれば第１実施例に必須な走査用スイッチアレ
イを省略することができる。
【００２４】ここでＰＳＤの原理について説明する。図
６は、従来のＰＳＤの構成を示す断面図である。Ｎ+ 基
板７１上にＮ- エピタキシャル層７２が形成されてい
る。さらにＮ- エピタキシャル層７２上に低濃度Ｐ形拡
散層７３が形成され、また両端には高濃度のＰ+ 形コン
タクト領域７４を介してＰ形拡散層が２つの出力端子
Ａ，Ｂに接続されている。Ｐ形拡散層はＰｉＮフォトダ
イオードのアノードとして働くと同時に抵抗としての働
きをする。
６は、従来のＰＳＤの構成を示す断面図である。Ｎ+ 基
板７１上にＮ- エピタキシャル層７２が形成されてい
る。さらにＮ- エピタキシャル層７２上に低濃度Ｐ形拡
散層７３が形成され、また両端には高濃度のＰ+ 形コン
タクト領域７４を介してＰ形拡散層が２つの出力端子
Ａ，Ｂに接続されている。Ｐ形拡散層はＰｉＮフォトダ
イオードのアノードとして働くと同時に抵抗としての働
きをする。
【００２５】次に作用について説明する。図６におい
て、まず光の当たったところには光電流Ｉが流れる。Ｉ
はＰ形拡散層を通って２つの出力端子から流れ出る。こ
こで、Ｉが流れている箇所の左右それぞれのＰ形拡散層
の抵抗をＲ２、Ｒ１とし、端子Ａ、Ｂから流れ出る電流
をＩ２，Ｉ１とする。Ｒ２は［（Ｌ／２）＋ｘ］、Ｒ１
は［（Ｌ／２）−ｘ］に比例し、またＩ１はＲ１、Ｉ２
はＲ２に反比例する。その結果、Ｉ１が［（Ｌ／２）−
ｘ］、Ｉ２が［（Ｌ／２＋ｘ］に反比例する。よって、
先の式（２）で示した光電流の発生位置ｘと電流値Ｉ
１、Ｉ２の相関式が得られる。
て、まず光の当たったところには光電流Ｉが流れる。Ｉ
はＰ形拡散層を通って２つの出力端子から流れ出る。こ
こで、Ｉが流れている箇所の左右それぞれのＰ形拡散層
の抵抗をＲ２、Ｒ１とし、端子Ａ、Ｂから流れ出る電流
をＩ２，Ｉ１とする。Ｒ２は［（Ｌ／２）＋ｘ］、Ｒ１
は［（Ｌ／２）−ｘ］に比例し、またＩ１はＲ１、Ｉ２
はＲ２に反比例する。その結果、Ｉ１が［（Ｌ／２）−
ｘ］、Ｉ２が［（Ｌ／２＋ｘ］に反比例する。よって、
先の式（２）で示した光電流の発生位置ｘと電流値Ｉ
１、Ｉ２の相関式が得られる。
【００２６】しかし、ＰＳＤの応答時間はＰ形拡散層の
抵抗と各層間のＰｉＮフォトダイオードの静電容量によ
って決まる。上記従来のＰＳＤでは、Ｐ形拡散層７３を
抵抗とＰｉＮフォトダイオードのアノードの両方に使用
しているために設計の自由度が小さく、例えばＰ形拡散
層の抵抗を小さくして応答速度を速くするにはそれの厚
みｔを大きくし、また不純物濃度を高くする必要があ
る。
抵抗と各層間のＰｉＮフォトダイオードの静電容量によ
って決まる。上記従来のＰＳＤでは、Ｐ形拡散層７３を
抵抗とＰｉＮフォトダイオードのアノードの両方に使用
しているために設計の自由度が小さく、例えばＰ形拡散
層の抵抗を小さくして応答速度を速くするにはそれの厚
みｔを大きくし、また不純物濃度を高くする必要があ
る。
【００２７】しかし不純物濃度を上げると光吸収率が大
きくなり、また厚みｔを大きくすると光が通過しにくく
なる。その結果光電流Ｉが減少し感度が低下してしま
う。さらに上記従来のＰＳＤでは、全チップがＰｉＮダ
イオードを構成しているので、その接合容量が大きいた
め、光が照射されてから外部に信号電流が流れるまでの
時間が長く、応答速度が遅い。その結果、従来のＰＳＤ
をレーダの受光位置検出センサとして用いるときにはレ
ーダの検出速度の低下が避けられない。
きくなり、また厚みｔを大きくすると光が通過しにくく
なる。その結果光電流Ｉが減少し感度が低下してしま
う。さらに上記従来のＰＳＤでは、全チップがＰｉＮダ
イオードを構成しているので、その接合容量が大きいた
め、光が照射されてから外部に信号電流が流れるまでの
時間が長く、応答速度が遅い。その結果、従来のＰＳＤ
をレーダの受光位置検出センサとして用いるときにはレ
ーダの検出速度の低下が避けられない。
【００２８】本実施例では、受光位置を高速検出できる
ＰＳＤとして、チップ全面をフォトダイオードとせず、
分離領域を設けて、複数のフォトダイオードセルをアレ
イ状に配置するようにし、また独立の抵抗領域を設けて
設計の自由度を増やし、抵抗値を十分小さくできるよう
にしたことにより検出速度を向上させた。
ＰＳＤとして、チップ全面をフォトダイオードとせず、
分離領域を設けて、複数のフォトダイオードセルをアレ
イ状に配置するようにし、また独立の抵抗領域を設けて
設計の自由度を増やし、抵抗値を十分小さくできるよう
にしたことにより検出速度を向上させた。
【００２９】図７は、本実施例のＰＳＤの回路図、図８
はその構成図である。図８の（ａ）は平面パターン図
で、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｙ−Ｚにおける断面図であ
る。 構成を説明すると、図７において、フォトダイオ
ードアレイ８は、図１に示した第１の実施例と同様に複
数のフォトダイオードセルで構成されるが、各セルの出
力が隣接しているほかのフォトダイオードセルの出力と
抵抗Ｒを介して接続されている。
はその構成図である。図８の（ａ）は平面パターン図
で、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｙ−Ｚにおける断面図であ
る。 構成を説明すると、図７において、フォトダイオ
ードアレイ８は、図１に示した第１の実施例と同様に複
数のフォトダイオードセルで構成されるが、各セルの出
力が隣接しているほかのフォトダイオードセルの出力と
抵抗Ｒを介して接続されている。
【００３０】各フォトダイオードセルは図８に示すよう
に上面から順に高濃度Ｐ+ 拡散層８３、Ｎ- エピタキシ
ャル層８２、Ｎ+ 基板８１によって構成され、Ｎ形分離
領域８５を介して互いに分離されている。高濃度Ｐ+ 拡
散層８３の濃度を十分濃くすることでその抵抗成分を無
視できるようにしてある。またＰ+ 拡散層８３の厚みｔ
を十分薄くすることで光が十分通過できるようになって
いる。分離されている各Ｐ+ ８３拡散層はさらに導線８
７で拡散抵抗８４に接続されている。
に上面から順に高濃度Ｐ+ 拡散層８３、Ｎ- エピタキシ
ャル層８２、Ｎ+ 基板８１によって構成され、Ｎ形分離
領域８５を介して互いに分離されている。高濃度Ｐ+ 拡
散層８３の濃度を十分濃くすることでその抵抗成分を無
視できるようにしてある。またＰ+ 拡散層８３の厚みｔ
を十分薄くすることで光が十分通過できるようになって
いる。分離されている各Ｐ+ ８３拡散層はさらに導線８
７で拡散抵抗８４に接続されている。
【００３１】ここで拡散抵抗８４の抵抗率はＰ+ 拡散層
８３のそれよりも十分高く設定される。拡散抵抗の抵抗
値はその幅、長さ、厚み及び不純物濃度によって決定さ
れ、拡散抵抗が形成されている領域で光を吸収させなく
てもよいので、拡散抵抗の厚みや不純物濃度を自由に選
ぶことができる。その結果抵抗値を十分小さく設定する
ことができ、応答速度を上げることができる。また高濃
度Ｐ+ 拡散層８３真下のみにＰｉＮフォトダイオードが
形成され、静電容量を持つが、分離領域では静電容量を
持たない。その結果、分離領域８５の面積分に相当する
静電容量が小さくなり、さらに応答速度が向上する。ま
た（ｂ）に示すように光が当たらなくてもよい分離領域
８５と拡散抵抗８４のところには、Ａｌなどからなる遮
光層８６を設けてある。
８３のそれよりも十分高く設定される。拡散抵抗の抵抗
値はその幅、長さ、厚み及び不純物濃度によって決定さ
れ、拡散抵抗が形成されている領域で光を吸収させなく
てもよいので、拡散抵抗の厚みや不純物濃度を自由に選
ぶことができる。その結果抵抗値を十分小さく設定する
ことができ、応答速度を上げることができる。また高濃
度Ｐ+ 拡散層８３真下のみにＰｉＮフォトダイオードが
形成され、静電容量を持つが、分離領域では静電容量を
持たない。その結果、分離領域８５の面積分に相当する
静電容量が小さくなり、さらに応答速度が向上する。ま
た（ｂ）に示すように光が当たらなくてもよい分離領域
８５と拡散抵抗８４のところには、Ａｌなどからなる遮
光層８６を設けてある。
【００３２】上記の構成を用いて位置を検出するには、
従来のＰＳＤと同様に端子Ａ、Ｂから流れ出る電流を測
定し、式（２）を用いて受光の位置を算出すればよい。
但し従来のＰＳＤと違い、この場合の位置Ｘは離散的な
値をとる。すなわち同一フォトダイオードセルに当たっ
た光は全て同じ出力を出し、同じ位置として算出され
る。従って位置の精度を上げるには、各フォトダイオー
ドセルを微細化すればよい。
従来のＰＳＤと同様に端子Ａ、Ｂから流れ出る電流を測
定し、式（２）を用いて受光の位置を算出すればよい。
但し従来のＰＳＤと違い、この場合の位置Ｘは離散的な
値をとる。すなわち同一フォトダイオードセルに当たっ
た光は全て同じ出力を出し、同じ位置として算出され
る。従って位置の精度を上げるには、各フォトダイオー
ドセルを微細化すればよい。
【００３３】この実施例は、以上のように構成され、ス
イッチアレイを用いる第１の実施例に比べると構成が簡
単で、また走査制御をしなくてもよいので、信号処理装
置１Ｂの構成が簡単になる。そしてＩ１、Ｉ２を同時に
検出できるので、スイッチ走査方式にかかる処理時間は
セル数に比例して増えるのに対し、ＰＳＤ方式の処理時
間が一定であるため、セル数の多いときにはスイッチア
レイを用いた走査方式より速く検出することができる。
イッチアレイを用いる第１の実施例に比べると構成が簡
単で、また走査制御をしなくてもよいので、信号処理装
置１Ｂの構成が簡単になる。そしてＩ１、Ｉ２を同時に
検出できるので、スイッチ走査方式にかかる処理時間は
セル数に比例して増えるのに対し、ＰＳＤ方式の処理時
間が一定であるため、セル数の多いときにはスイッチア
レイを用いた走査方式より速く検出することができる。
【００３４】また従来のＰＳＤと比べ、受光位置検出用
の抵抗とＰｉＮフォトダイオードのアノードの両方を別
々に設けたため、設計の自由度が大きく、拡散抵抗８４
の抵抗値を十分に下げることができ、そして多数の小単
位となるＰｉＮダイオードはその接合容量が小さいた
め、光が照射されてから外部に信号電流を出すまでの時
間が短く、応答速度が向上する。
の抵抗とＰｉＮフォトダイオードのアノードの両方を別
々に設けたため、設計の自由度が大きく、拡散抵抗８４
の抵抗値を十分に下げることができ、そして多数の小単
位となるＰｉＮダイオードはその接合容量が小さいた
め、光が照射されてから外部に信号電流を出すまでの時
間が短く、応答速度が向上する。
【００３５】図９は、本発明の第４の実施例の構成図で
ある。この実施例は、図８で示した第３の実施例の拡散
抵抗８４の代わりに多結晶シリコン抵抗８４Ａを用いた
ものである。そのほかの構成は第３の実施例と同様であ
る。図９の（ａ）は平面パターン、（ｂ）は（ａ）のＸ
−Ｙ−Ｚにおける断面図である。
ある。この実施例は、図８で示した第３の実施例の拡散
抵抗８４の代わりに多結晶シリコン抵抗８４Ａを用いた
ものである。そのほかの構成は第３の実施例と同様であ
る。図９の（ａ）は平面パターン、（ｂ）は（ａ）のＸ
−Ｙ−Ｚにおける断面図である。
【００３６】多結晶シリコン抵抗８４Ａは、Ｎ+ 基板８
１上から生成されるのでなく、酸化膜８８を介して蒸着
して形成されている。各抵抗８４Ａが導線８７Ａを介し
て隣接の抵抗と接続されるとともにＰ+ 拡散層８３に接
続される。抵抗８４Ａの導電形はｐ形でもｎ形でも構わ
ない。また抵抗として先の図８の拡散抵抗８４と同様に
導線８７Ａを用いず連続した一本の多結晶シリコンの帯
に複数のコンタクトを介して各フォトダイオードセルと
接続してもよい。本実施例は以上のように構成され、多
結晶抵抗を用いることで、抵抗における静電容量が減少
し、さらに応答速度を上げることができる。それによっ
てこれを用いるレーダは一層性能の向上が図れる。
１上から生成されるのでなく、酸化膜８８を介して蒸着
して形成されている。各抵抗８４Ａが導線８７Ａを介し
て隣接の抵抗と接続されるとともにＰ+ 拡散層８３に接
続される。抵抗８４Ａの導電形はｐ形でもｎ形でも構わ
ない。また抵抗として先の図８の拡散抵抗８４と同様に
導線８７Ａを用いず連続した一本の多結晶シリコンの帯
に複数のコンタクトを介して各フォトダイオードセルと
接続してもよい。本実施例は以上のように構成され、多
結晶抵抗を用いることで、抵抗における静電容量が減少
し、さらに応答速度を上げることができる。それによっ
てこれを用いるレーダは一層性能の向上が図れる。
【００３７】図１０は、本発明の第５の実施例を示す。
この実施例は、第３または第４の実施例で示したＰＳＤ
８ａ、８ｂを用いて、スイッチによってそれぞれのＰＳ
Ｄの出力が外部端子Ａ，Ｂに接続できるようになってい
る。従来のＰＳＤや上記実施例で示したＰＳＤでは、離
れた位置に同時に２つの光が当たると、出力が両位置の
中間となり、誤動作となってしまう。
この実施例は、第３または第４の実施例で示したＰＳＤ
８ａ、８ｂを用いて、スイッチによってそれぞれのＰＳ
Ｄの出力が外部端子Ａ，Ｂに接続できるようになってい
る。従来のＰＳＤや上記実施例で示したＰＳＤでは、離
れた位置に同時に２つの光が当たると、出力が両位置の
中間となり、誤動作となってしまう。
【００３８】本実施例では、受光位置を検出するとき
に、先ずＳ１、Ｓ２、Ｓ３を導通状態にし、Ｓ４、Ｓ５
を開放状態にし、２つのフォトダイオード８ａ、８ｂが
１つの大きなＰＳＤとして働く。その出力が両端近くを
指す場合には、誤動作の可能性が低いので、そのまま出
力する。出力が中心近い位置を指すとき、離れた両端に
たまたま２つの光が同じに入った可能性があるので、先
ずＳ１、Ｓ４を導通状態にし、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５を開放
状態にする。
に、先ずＳ１、Ｓ２、Ｓ３を導通状態にし、Ｓ４、Ｓ５
を開放状態にし、２つのフォトダイオード８ａ、８ｂが
１つの大きなＰＳＤとして働く。その出力が両端近くを
指す場合には、誤動作の可能性が低いので、そのまま出
力する。出力が中心近い位置を指すとき、離れた両端に
たまたま２つの光が同じに入った可能性があるので、先
ずＳ１、Ｓ４を導通状態にし、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５を開放
状態にする。
【００３９】その結果右側のＰＳＤ８ｂが切り離され、
左側のＰＳＤ８ａのみによって受光位置が検出される。
次にＳ２、Ｓ５を導通、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４を開放する
と、今度は右側のＰＳＤ８ｂのみによって受光位置が検
出される。このようにＰＳＤをスイッチで走査すること
で、２つ以上の離れたフォトダイオードの同時受光によ
る誤動作を検出することができ、誤った方角値の出力が
防止される。
左側のＰＳＤ８ａのみによって受光位置が検出される。
次にＳ２、Ｓ５を導通、Ｓ１、Ｓ３、Ｓ４を開放する
と、今度は右側のＰＳＤ８ｂのみによって受光位置が検
出される。このようにＰＳＤをスイッチで走査すること
で、２つ以上の離れたフォトダイオードの同時受光によ
る誤動作を検出することができ、誤った方角値の出力が
防止される。
【００４０】次に、本発明の第６の実施例としてさらに
検出速度を向上したＰＳＤを説明する。図１１は、その
構成を示す回路図である。フォトダイオードアレイ８の
各セルの出力がブロッキングダイオード９を介して抵抗
Ｒの列に接続されている。ブロッキングダイオード９は
光電流Ｉが流れる方向に接続されている。ブロッキング
ダイオードは光を受ける必要がないので遮光されても構
わない。
検出速度を向上したＰＳＤを説明する。図１１は、その
構成を示す回路図である。フォトダイオードアレイ８の
各セルの出力がブロッキングダイオード９を介して抵抗
Ｒの列に接続されている。ブロッキングダイオード９は
光電流Ｉが流れる方向に接続されている。ブロッキング
ダイオードは光を受ける必要がないので遮光されても構
わない。
【００４１】フォトダイオードが受光すると光電流Ｉが
流れ、抵抗上の電位が変動し、このときブロッキングダ
イオード９が無ければ、その変動によって他のフォトダ
イオードセルに変位電流が流れる。これはブロッキング
ダイオードが無ければ全てのフォトダイオードセルの接
合静電容量が並列接続されているので静電容量が大きく
なるためである。
流れ、抵抗上の電位が変動し、このときブロッキングダ
イオード９が無ければ、その変動によって他のフォトダ
イオードセルに変位電流が流れる。これはブロッキング
ダイオードが無ければ全てのフォトダイオードセルの接
合静電容量が並列接続されているので静電容量が大きく
なるためである。
【００４２】そこで、フォトダイオードアレイ８の各セ
ルにブロッキングダイオード９を挿入し、ブロッキング
ダイオード９は微小な光電流Ｉを順方向に流すだけの大
きさがあれば十分なので、そのＰＮ接合面積を十分に小
さくすることができる。それによって静電容量による変
位電流が流れにくくなる。これは図１２の等価回路図に
示すようにブロッキンギダイオード９の小さい静電容量
Ｃｊ１を各フォトダイオードセルの静電容量Ｃｊ２と直
列接続して全体の容量を小さくしたからである。
ルにブロッキングダイオード９を挿入し、ブロッキング
ダイオード９は微小な光電流Ｉを順方向に流すだけの大
きさがあれば十分なので、そのＰＮ接合面積を十分に小
さくすることができる。それによって静電容量による変
位電流が流れにくくなる。これは図１２の等価回路図に
示すようにブロッキンギダイオード９の小さい静電容量
Ｃｊ１を各フォトダイオードセルの静電容量Ｃｊ２と直
列接続して全体の容量を小さくしたからである。
【００４３】ブロッキングダイオード９は小さなダイオ
ードで十分なので例えば多結晶シリコンダイオードを用
いてもよい。またＶｃｃは正の電源でなく負の電源を用
いてもよく、この場合には図１３で示すようにダイオー
ドを全て逆に接続する。本実施例は、以上のように構成
され、ブロッキングダイオードの挿入によってＰＳＤ全
体の静電容量を小さくすることができ、その結果働いて
いないフォトダイオードセルが切り離され、ＰＳＤの検
出速度がさらに向上する。
ードで十分なので例えば多結晶シリコンダイオードを用
いてもよい。またＶｃｃは正の電源でなく負の電源を用
いてもよく、この場合には図１３で示すようにダイオー
ドを全て逆に接続する。本実施例は、以上のように構成
され、ブロッキングダイオードの挿入によってＰＳＤ全
体の静電容量を小さくすることができ、その結果働いて
いないフォトダイオードセルが切り離され、ＰＳＤの検
出速度がさらに向上する。
【００４４】図１４及び図１５は、本発明の第７の実施
例の構成を示す。図１５は図１４の交流等価回路図であ
る。この実施例は第６の実施例のブロッキング９の代わ
りにバッファ９Ａを用いたものである。その他の構成は
第６の実施例と同様である。バッファ９Ａの構成として
光電流Ｉを抵抗Ｒｓで受けて電圧に変換し、変換された
電圧をソースフォロワ形式のＭＯＳＦＥＴ９Ｃのゲート
に印加する。その結果Ｉに比例した電流ＡｌがＭＯＳＦ
ＥＴ９Ｃのソースから流れ出て、端子Ａ，Ｂからは電流
ＡＩ２及びＡＩ１が流れ出る。このときバッファ９Ａの
持つ高インピダンスでＡＩ１またはＡＩ２による変位電
流が各フォトダイオードセルに流れ込むことができなく
なる。
例の構成を示す。図１５は図１４の交流等価回路図であ
る。この実施例は第６の実施例のブロッキング９の代わ
りにバッファ９Ａを用いたものである。その他の構成は
第６の実施例と同様である。バッファ９Ａの構成として
光電流Ｉを抵抗Ｒｓで受けて電圧に変換し、変換された
電圧をソースフォロワ形式のＭＯＳＦＥＴ９Ｃのゲート
に印加する。その結果Ｉに比例した電流ＡｌがＭＯＳＦ
ＥＴ９Ｃのソースから流れ出て、端子Ａ，Ｂからは電流
ＡＩ２及びＡＩ１が流れ出る。このときバッファ９Ａの
持つ高インピダンスでＡＩ１またはＡＩ２による変位電
流が各フォトダイオードセルに流れ込むことができなく
なる。
【００４５】またバッファ９Ａ自身の出力静電容量ＣＡ
は、その値が小さいので、バッファ９Ａへ変位電流の流
入もしにくい。この結果、ＰＳＤの応答性が向上され
る。さらにバッファを設けることによって電流が増幅さ
れて大きくなるので検出が容易になるという効果も得ら
れる。
は、その値が小さいので、バッファ９Ａへ変位電流の流
入もしにくい。この結果、ＰＳＤの応答性が向上され
る。さらにバッファを設けることによって電流が増幅さ
れて大きくなるので検出が容易になるという効果も得ら
れる。
【００４６】次に、本発明の第８の実施例について説明
する。上記ＰＳＤは、抵抗を用いて受光位置を検出する
実施例を示したが、信号源が電圧源とみなせる場合には
使いにくい。例えば図４に示した第２の実施例をスイッ
チの走査でなく、ＰＳＤ方式にしたい場合、圧電式の小
形マイクロフォンを用いると信号源の内部インピーダン
スが高いので電流を取り出すことが難しく、抵抗を使っ
ての位置検出は不可能である。
する。上記ＰＳＤは、抵抗を用いて受光位置を検出する
実施例を示したが、信号源が電圧源とみなせる場合には
使いにくい。例えば図４に示した第２の実施例をスイッ
チの走査でなく、ＰＳＤ方式にしたい場合、圧電式の小
形マイクロフォンを用いると信号源の内部インピーダン
スが高いので電流を取り出すことが難しく、抵抗を使っ
ての位置検出は不可能である。
【００４７】従って本実施例は信号源が電圧源のときに
もＰＳＤを用いることができるようにしたものである。
図１６に示すように、マイクロフォンアレイ５Ａの各小
形マイクロフォンの出力は左右それぞれの増幅器８Ｇを
介して左右の隣接している小形マイクロフォンの出力に
加えられている。増幅器の列の終端が外部端子Ａ及びＢ
となっている。ここでマイクロフォンアレイ５Ａの中心
０から距離ｘだけ離れた小形マイクロフォンのみが受信
しており、その出力電圧をＶとする。すると、Ａに現わ
れる電圧をＶ２、Ｂに現われる電圧をＶ１とする。この
ときΔを小形マイクロフォン配列のピッチとすると、ｌ
ｏｇ（Ｖ２／Ｖ）が
もＰＳＤを用いることができるようにしたものである。
図１６に示すように、マイクロフォンアレイ５Ａの各小
形マイクロフォンの出力は左右それぞれの増幅器８Ｇを
介して左右の隣接している小形マイクロフォンの出力に
加えられている。増幅器の列の終端が外部端子Ａ及びＢ
となっている。ここでマイクロフォンアレイ５Ａの中心
０から距離ｘだけ離れた小形マイクロフォンのみが受信
しており、その出力電圧をＶとする。すると、Ａに現わ
れる電圧をＶ２、Ｂに現われる電圧をＶ１とする。この
ときΔを小形マイクロフォン配列のピッチとすると、ｌ
ｏｇ（Ｖ２／Ｖ）が
【数２】 に比例し、ｌｏｇ（Ｖ１／Ｖ）が
【数３】 に比例する。
【００４８】従って、ｌｏｇ（Ｖ２／Ｖ１）は２ｘに比
例する。すなわちＶ１、Ｖ２を測定すれば位置ｘを算出
できる。このとき８Ｇの増幅率Ｇが１以外ならなんでも
よい。１より大きくても、小さくても構わない。すなわ
ち増幅器の代わりに減衰器を用いても構わない。以上の
ように、本実施例は、増幅器または減衰器の列を用いる
ことで信号源の内部にインピーダンスが大きくても電流
源と同じく使用することができ、受信位置の高速検出が
できるという効果が得られる。
例する。すなわちＶ１、Ｖ２を測定すれば位置ｘを算出
できる。このとき８Ｇの増幅率Ｇが１以外ならなんでも
よい。１より大きくても、小さくても構わない。すなわ
ち増幅器の代わりに減衰器を用いても構わない。以上の
ように、本実施例は、増幅器または減衰器の列を用いる
ことで信号源の内部にインピーダンスが大きくても電流
源と同じく使用することができ、受信位置の高速検出が
できるという効果が得られる。
【００４９】図１７は、本発明の第９の実施例を示す。
この実施例は図１１に示した第６の実施例のＰＳＤにさ
らにスイッチアレイ６を設けたものである。複数の標的
などによる誤動作の可能性が高い場合に走査スイッチを
走査することで各抵抗とダイオードセルを結ぶ点での電
位を測定できる。標的の位置で電位がピークになるため
に電位のピークの数を調べることで標的の数が分かる。
例えば図１７の場合には２つの標的があることが分か
る。これによって複数の標的によるＰＳＤの誤動作を防
止することができる。
この実施例は図１１に示した第６の実施例のＰＳＤにさ
らにスイッチアレイ６を設けたものである。複数の標的
などによる誤動作の可能性が高い場合に走査スイッチを
走査することで各抵抗とダイオードセルを結ぶ点での電
位を測定できる。標的の位置で電位がピークになるため
に電位のピークの数を調べることで標的の数が分かる。
例えば図１７の場合には２つの標的があることが分か
る。これによって複数の標的によるＰＳＤの誤動作を防
止することができる。
【００５０】なお、上記の実施例では、ＰＳＤに固定抵
抗を用いたが、これに限らず例えば図１８に示すように
抵抗の代わりにＭＯＳＦＥＴやＴＦＴなどのトランジス
タＤを用いてもよい。この場合ＭＯＳＦＥＴやＴＦＴが
線形領域で動作する範囲内でゲート電圧を変えれば感度
及び応答時間を調整することができる。
抗を用いたが、これに限らず例えば図１８に示すように
抵抗の代わりにＭＯＳＦＥＴやＴＦＴなどのトランジス
タＤを用いてもよい。この場合ＭＯＳＦＥＴやＴＦＴが
線形領域で動作する範囲内でゲート電圧を変えれば感度
及び応答時間を調整することができる。
【００５１】上記一次元上の方角を検出する実施例を示
したが、二次元についても同様にできる。例えば前記第
１の実施例の場合、図１９に示すような二次元フォトダ
イオードアレイを二次元のスイッチアレイで走査し、受
光したフォトダイオートを検出することができる。また
は二次元のＰＳＤを用いてもよい。二次元ＰＳＤを用い
た場合にも本発明の高速化手法を適用できる。
したが、二次元についても同様にできる。例えば前記第
１の実施例の場合、図１９に示すような二次元フォトダ
イオードアレイを二次元のスイッチアレイで走査し、受
光したフォトダイオートを検出することができる。また
は二次元のＰＳＤを用いてもよい。二次元ＰＳＤを用い
た場合にも本発明の高速化手法を適用できる。
【００５２】そして光のほかにミリ波やマイクロ波など
の電磁波を用いることができる。変調した連続波を使っ
て反射波の位相ずれを測定する方式のレーダあるいはド
ップラー方式で被検出物体との相対速度を測定するレー
ダについても本発明が同様に適用できる。また本発明の
レーダを車両用の衝突警報、車両距離警報、定速走行装
置や衝突防止装置に適用できる。これらに用いた場合例
えば同じ車線の車両だけに対象を絞ることで誤警報を防
止するなどより細かい制御をすることができる。
の電磁波を用いることができる。変調した連続波を使っ
て反射波の位相ずれを測定する方式のレーダあるいはド
ップラー方式で被検出物体との相対速度を測定するレー
ダについても本発明が同様に適用できる。また本発明の
レーダを車両用の衝突警報、車両距離警報、定速走行装
置や衝突防止装置に適用できる。これらに用いた場合例
えば同じ車線の車両だけに対象を絞ることで誤警報を防
止するなどより細かい制御をすることができる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、送出されたビームが所定の広がりを有し、受信角度
が異なる複数の受信手段をアレイ状に配置し、反射波を
受信した受信手段の位置により反射波の方向を識別する
ようにしたため、ビームを走査するための機構を無く
し、コスト低減、長期信頼性の向上、処理時間の短縮と
いう効果を得ることができる。また複数のフォトダイオ
ードをアレイ状に配置し、各フォトダイオードの出力を
直接もしくはブロッキングダイオードやバッファを介し
て抵抗列に接続するようにし、フォトダイオードと受光
位置を検出するための抵抗を別々に分けて設けたため、
受光から位置信号が出力するまでの時間を短縮すること
ができる。
ば、送出されたビームが所定の広がりを有し、受信角度
が異なる複数の受信手段をアレイ状に配置し、反射波を
受信した受信手段の位置により反射波の方向を識別する
ようにしたため、ビームを走査するための機構を無く
し、コスト低減、長期信頼性の向上、処理時間の短縮と
いう効果を得ることができる。また複数のフォトダイオ
ードをアレイ状に配置し、各フォトダイオードの出力を
直接もしくはブロッキングダイオードやバッファを介し
て抵抗列に接続するようにし、フォトダイオードと受光
位置を検出するための抵抗を別々に分けて設けたため、
受光から位置信号が出力するまでの時間を短縮すること
ができる。
【図１】本発明の第１の実施例の構成を示す図である。
【図２】実施例に用いられる位置検出装置の構成を示す
断面図である。
断面図である。
【図３】位置検出装置の等価回路図である。
【図４】本発明の第２の実施例の構成を示す図である。
【図５】本発明の第３の実施例の構成を示す図である。
【図６】従来のＰＳＤの構成を示す断面図である。
【図７】本実施例に用いられるＰＳＤの電気回路図であ
る。
る。
【図８】ＰＳＤの構成を示す断面図である。
【図９】他のＰＳＤの構成を示す断面図である。
【図１０】ＰＳＤとスイッチ走査を併用するときの位置
検出原理を示す説明図である。
検出原理を示す説明図である。
【図１１】他のＰＳＤの回路図である。
【図１２】光電流が発生するときの交流等価回路図であ
る。
る。
【図１３】ほかのＰＳＤの回路図である。
【図１４】ほかのＰＳＤの回路図である。
【図１５】光電流が発生するときの交流等価回路図であ
る。
る。
【図１６】信号源は電圧源であるときの位置検出の説明
図である。
図である。
【図１７】複数の標的による光電流の発生と電圧の変化
を示す図である。
を示す図である。
【図１８】他のＰＳＤの回路図である。
【図１９】二次元位置検出を示す図である。
【図２０】従来例を示す図である。
【図２１】従来例を示す図である。
１、１Ａ、１Ｂ、１０、１００ 信号処理装置 ２、１１ 発光ダイオード ２Ａ スピーカ ３、、１２、１３ 標的 ４、１４ 集光レンズ ５ フォドダイオードアレイ ５Ａ マイクロフォン ６ スイッチアレイ ７ ＰＳＤ １５ フォドダイオード １６ ミラー
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０１Ｓ 13/93 15/10 8907−2Ｆ 15/93 17/10 9108−2Ｆ 17/93 Ｈ０１Ｌ 31/00 31/10 // Ｇ０１Ｓ 7/523 9108−2Ｆ Ｇ０１Ｓ 17/88 Ａ Ｈ０１Ｌ 31/00 31/10 Ａ 8907−2Ｆ Ｇ０１Ｓ 7/52 Ｄ (72)発明者 広田 幸嗣 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (8)
- 【請求項１】 電磁波や超音波などのビームを送出する
送出手段と、送出されたビームが標的で反射された反射
波を受信する受信手段とを備え、前記ビームの送出から
反射波を受信するまでの時間から前記標的までの距離を
測定するレーダにおいて、 前記送出されるビームが所定の広がりを有し、かつ受信
手段は複数に設けられ、各受信手段がそれぞれの指向が
異なるようにアレイ状に配置され、受信した受信手段の
位置に基づいて前記標的の方角を得ることを特徴とする
レーダ。 - 【請求項２】 前記複数の受信手段の出力にそれぞれス
イッチが接続され、該スイッチを走査することにより受
信した受信手段を検知することにより前記標的の方角を
得ることを特徴とする請求項１記載のレーダ。 - 【請求項３】 各隣接している受信手段の出力の間に増
幅器が接続されるとともに両端から増幅器を介して検出
信号を出力し、該出力された検出信号の大きさで前記標
的の方角を得ることを特徴とする請求項１記載のレー
ダ。 - 【請求項４】 各隣接している受信手段の出力の間に抵
抗が接続されるとともに両端から抵抗を介して検出信号
を出力し、該出力された検出信号の大きさで前記標的の
方角を得ることを特徴とする請求項１記載のレーダ。 - 【請求項５】 前記送出手段は可視光または赤外光のビ
ームを送出し、受信手段はフォトダイオードで構成され
ていることを特徴とする請求項１、２、３、４または５
記載のレーダ。 - 【請求項６】 複数のフォトダイオードがアレイ状に配
置されており、各フォトダイオードの出力に該フォトダ
イオードの出力端子となる拡散層の抵抗を無視できる大
きい抵抗値を有する抵抗が接続されており、該抵抗の他
端が隣接しているフォトダイオードの出力に接続されて
いることを特徴とするレーダ用位置検出センサ。 - 【請求項７】 前記複数のフォトダイオードの出力に該
フォトダイオードと反対向きのブロッキングダイオード
が接続されており、前記抵抗は該ブロッキングダイオー
ドを介して接続されていることを特徴とする請求項６記
載のレーダ用位置検出センサ。 - 【請求項８】 前記複数のフォトダイオードの出力にバ
ッファ回路が設けられ、該バッファ回路の出力が前記抵
抗に接続され、該抵抗の他端が隣接しているバッファ回
路の出力に接続されていることを特徴とする請求項６ま
たは７記載のレーダ用位置検出センサ。
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP24338194A JP3254928B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | レーダ用位置検出センサおよびこれを用いたレーダ |
| US08/527,677 US5629704A (en) | 1994-09-12 | 1995-09-12 | Target position detecting apparatus and method utilizing radar |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24338194A JP3254928B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | レーダ用位置検出センサおよびこれを用いたレーダ |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0882670A true JPH0882670A (ja) | 1996-03-26 |
| JP3254928B2 JP3254928B2 (ja) | 2002-02-12 |
Family
ID=17103015
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24338194A Expired - Fee Related JP3254928B2 (ja) | 1994-09-12 | 1994-09-12 | レーダ用位置検出センサおよびこれを用いたレーダ |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2001068724A (ja) * | 1999-08-25 | 2001-03-16 | Hamamatsu Photonics Kk | 測距装置 |
| US7248995B2 (en) | 2003-09-12 | 2007-07-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Spatial position detection method, information input method, spatial position detection apparatus, and information input apparatus |
| JP2013501364A (ja) * | 2009-08-03 | 2013-01-10 | マックス−プランク−ゲゼルシャフト ツール フォーデルング デル ヴィッセンシャフテン エー．ヴェー． | 高効率のｃｍｏｓ技術に適合性のあるシリコン光電子倍増器 |
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| DE19718390A1 (de) * | 1997-04-30 | 1998-11-05 | Sick Ag | Opto-elektronischer Sensor |
| DE19721105C5 (de) * | 1997-05-20 | 2008-07-10 | Sick Ag | Opto-eletronischer Sensor |
| US6087975A (en) * | 1997-06-25 | 2000-07-11 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Object detecting system for vehicle |
| DE19730341A1 (de) * | 1997-07-15 | 1999-01-21 | Sick Ag | Verfahren zum Betrieb einer opto-elektronischen Sensoranordnung |
| DE10025258A1 (de) * | 2000-05-22 | 2001-12-06 | Adc Automotive Dist Control | Optisches System |
| US7319777B2 (en) * | 2001-04-04 | 2008-01-15 | Instro Precision Limited | Image analysis apparatus |
| DE10231178B4 (de) * | 2002-07-10 | 2008-12-04 | Sick Ag | Optoelektronischer Sensor |
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| CA2839194C (en) | 2011-06-17 | 2017-04-18 | Leddartech Inc. | System and method for traffic side detection and characterization |
| EP2820632B8 (en) | 2012-03-02 | 2017-07-26 | Leddartech Inc. | System and method for multipurpose traffic detection and characterization |
| DE102013114325B4 (de) * | 2013-12-18 | 2020-09-10 | Sick Ag | Optoelektronischer Sensor und Verfahren zur Erfassung glänzender Objekte |
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| JPS614986A (ja) * | 1984-06-20 | 1986-01-10 | Nissan Motor Co Ltd | 超音波距離測定装置 |
| JPS61278775A (ja) * | 1985-06-03 | 1986-12-09 | Nissan Motor Co Ltd | 先行車検出装置 |
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1994
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-
1995
- 1995-09-12 US US08/527,677 patent/US5629704A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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